(57)【要約】【課題】交換や大規模な再設計を必要とせずに、異なる形式のデータを収集したり、付加的なデータを収集したり、もしくはデータの要求の変更に応答できる監視システムを提供する。【解決手段】再構成可能な監視システム５０が、航空機１２に対して固定可能なハウジング５８と、該ハウジング５８内に少なくとも一部が配置された通信ベース６２と、該通信ベース６２を第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０に選択的かつ機能的に接続するように構成された汎用コネクタアッセンブ８６と、を備えている。バスコネクタ部８２ａ，８２ｂ，８２ｃが、通信ベース６２の汎用コネクタアッセンブ８６に対して同一の形式とされているので、監視システム５０は、第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０の異なる配列を含むように再構成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送体に対して固定可能なハウジングと、
前記ハウジング内に少なくとも一部が配置された通信ベースと、
前記通信ベースを、少なくとも１つのモジュールが複数の輸送体データ供給源から収集されたデータを通信ベースに送信するように構成された複数の異なるモジュールに選択的かつ機能的に接続するように構成される、少なくとも１つの汎用コネクタアッセンブリと、
を備えた再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの汎用コネクタアッセンブリは、前記通信ベースのバスコネクタ部を備え、前記通信ベースのバスコネクタ部は、前記複数の異なるモジュールの対応したバスコネクタ部に選択的かつ機能的に接続するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記モジュールは、少なくとも１つの前記複数の輸送体データ供給源からデータを収集する少なくとも１つのセンサに接続されることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項４】
前記輸送体は、航空機であることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記モジュールは、前記通信ベースに機能的に接続したときに前記ハウジングの外部に延びる部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項６】
前記通信ベースは、前記異なるモジュールが前記通信ベースに機能的に接続されたときに、前記異なるモジュールに電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項７】
前記モジュールの１つが、振動監視モジュールであり、前記モジュールの他の１つが、温度監視モジュールであることを特徴とする請求項１に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項８】
前記振動監視モジュールは、振動センサと接続するように構成され、前記温度監視モジュールは、温度センサと接続するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の再構成可能な輸送体監視装置。
【請求項９】
ハウジングと、
通信ベースと、
第１のモジュールと、
第２のモジュールと、
汎用コネクタと、
を備え、
前記通信ベースは、前記汎用コネクタを用いて、前記第１のモジュールあるいは前記第２のモジュール、もしくは前記第１のモジュールおよび前記第２のモジュールの両方と選択的に接続するように構成され、前記第１のモジュールおよび前記第２のモジュールの少なくとも１つは、複数の輸送体データ供給源から収集されたデータを前記通信ベースに送信するように構成されていることを特徴とするモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１０】
前記汎用コネクタは、バスコネクタであることを特徴とする請求項９に記載のモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１１】
前記通信ベースは、前記汎用コネクタの第１の部分を備え、前記第１のモジュールおよび前記第２のモジュールの各々は、前記汎用コネクタに対応した第２の部分を備えることを特徴とする請求項９に記載のモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１２】
前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の形式の輸送体データ供給源からデータを収集するように構成され、前記第２のモジュールは、前記第１の形式の輸送体データ供給源とは異なる少なくとも１つの第２の形式の輸送体データ供給源からデータを収集するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１３】
前記データは、前記第１のモジュールから前記汎用コネクタを介して前記通信ベースに送信されることを特徴とする請求項９に記載のモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１４】
前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１のセンサに機能的に接続され、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２のセンサに機能的に接続され、前記少なくとも１つの第１のセンサは、前記第２のセンサによって収集されたデータとは異なるデータを輸送体から収集するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール式輸送体監視システム。
【請求項１５】
少なくとも１つの汎用コネクタを用いて、輸送体監視システムの通信ベースに、少なくとも１つの輸送体データ供給源と接続するように構成された第１のモジュール配列を接続するステップと、
前記少なくとも１つの汎用コネクタを用いて、前記輸送体監視システムの通信ベースに、少なくとも１つの他の輸送体データ供給源と接続するように構成された第２のモジュール配列を接続することによって、前記第２のモジュール配列を含むように輸送体監視システムを再構成するステップと、
を含むデータ供給源の監視方法。
【請求項１６】
前記第１のモジュール配列および前記第２のモジュール配列は、前記通信ベースに同時に接続されることを特徴とする請求項１５に記載のデータ供給源の監視方法。
【請求項１７】
前記汎用コネクタは、バスコネクタであることを特徴とする請求項１５に記載のデータ供給源の監視方法。
【請求項１８】
前記通信ベースは、前記汎用コネクタの部分を備え、前記第１のモジュール配列および前記第２のモジュール配列は、前記汎用コネクタの対応した部分を備えることを特徴とする請求項１５に記載のデータ供給源の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、輸送体（ｖｅｈｉｃｌｅ）の監視システムに関し、特に、再構成可能な監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、輸送体の監視システムは、様々なデータ供給源からデータを受信する。例示のデータ供給源は、振動、温度、圧力、流体レベル、破片用モニタ、スイッチを閉じることなどを含む。ある例では、輸送体の全体にわたって配置されたセンサは、データ供給源からデータを収集する。そして、収集されたデータは、センサから監視システムへと送信される。技術者は、各センサと個別に通信せずに、監視システムと相互作用し、データを取得する。技術者は、例えば、動作条件が輸送体内の構成要素の状態にどのように影響しているかを評価するために、収集されたデータを用いる。航空機は、監視システムを利用する１つの形式の輸送体である。多くの航空機が、航空機のガスタービンエンジンおよび周囲領域からデータを収集する予測状態監視システムを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常の監視システムは、特定の形式のデータを収集するように設計されている。異なる形式のデータを収集したり、付加的なデータを収集したり、もしくはデータの要求の変更に応答することは、監視システムの交換や大規模な再設計が必要となり、コストが高くなるとともに時間の浪費となり得る。例えば、航空機においては、温度センサと監視システムとの間の通信は、振動センサと監視システムとの間の通信と比べて、より高速の接続が要求されることが多い。したがって、初期段階では、監視システムは、特定の数の温度センサに対応した特定の高速接続と、特定の数の振動センサに対応した特定の低速接続と、を備えるように形成されている。後に、技術者が、監視システムによって、異なる形式または異なる量のデータを収集したい場合には、監視システム全体を交換するか、もしくは監視システム全体を航空機から取り外して再設計する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例示の再構成可能な輸送体監視装置は、輸送体に対して固定可能なハウジングと、ハウジング内に少なくとも一部が配置された通信ベースと、該通信ベースを複数の異なるモジュールに選択的かつ機能的に接続するように構成された汎用コネクタアッセンブリと、を備える。少なくとも１つのモジュールは、複数の輸送体データ供給源から収集されたデータを通信ベースに送信するように構成されている。
【０００５】
例示のモジュール式輸送体監視システムは、ハウジング、通信ベース、第１のモジュール、第２のモジュールおよび汎用コネクタを備える。通信ベースは、汎用コネクタを用いて、第１のモジュールあるいは第２のモジュールと、もしくは第１のモジュールおよび第２のモジュールの両方と選択的に接続するように構成されている。第１のモジュールおよび第２のモジュールの少なくとも１つは、複数の輸送体データ供給源から収集されたデータを通信ベースに送信するように構成されている。
【０００６】
例示のデータ供給源の監視方法は、少なくとも１つの汎用コネクタを用いて、輸送体監視システムの通信ベースに第１のモジュール配列を接続するステップを含む。第１のモジュール配列は、少なくとも１つの輸送体データ供給源と接続するように構成されている。また、この方法は、少なくとも１つの汎用コネクタを用いて、輸送体監視システムの通信ベースに第２のモジュール配列を接続することによって、第２のモジュール配列を含むように輸送体監視システムを再構成するステップも含む。第２のモジュール配列は、少なくとも１つの他の輸送体データ供給源と接続するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】監視システムを備えた例示のガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】図１のガスタービンエンジンおよび監視システムの概略図である。
【図３】図１のエンジン内で使用するのに適した他の例示の監視システムの概略図である。
【図４】図３の監視システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１には、航空機１２の例示のガスタービンエンジン１０が概略的に示されている。ガスタービンエンジン１０は、（流れが直列に流れるような形で）、ファンセクション１４、低圧圧縮機１８、高圧圧縮機２２、燃焼器２６、高圧タービン３０および低圧タービン３４を備える。ガスタービンエンジン１０は、エンジン中心線Ｘを中心として周方向に配置されている。運転中に、空気が、ファンセクション１４によってガスタービンエンジン１０内に引き込まれ、圧縮機１８，２２によって加圧され、燃焼器２６で燃料と混合されるとともに燃焼される。タービン３０，３４は、燃焼器２６から流出する高温燃焼ガスからエネルギを取り出す。
【０００９】
２−スプール設計では、高圧タービン３０は、高温燃焼ガスから取り出されたエネルギを利用し、高速シャフト３８を介して高圧圧縮機２２へ動力を与える。低圧タービン３４は、高温燃焼ガスから取り出されたエネルギを利用し、低速シャフト４２を介して低圧圧縮機１８およびファンセクション１４へ動力を与える。
【００１０】
次に、図２を参照すると、この例では、監視システム５０が、エンジン１０に固定されている。監視システム５０は、複数のデータ供給源と通信する。航空機１２内に配置されたセンサ５４によって、航空機１２の監視システム５０とデータ供給源との間の通信が容易となる。この例では、数個のセンサ５４は、エンジン１０の外部にあり、エンジン１０以外の航空機１２の構成要素の付近に配置されている。
【００１１】
ガスタービンエンジン１０についての本発明の例は、上記２−スプール構造に限定されるものではなく、１−スプール軸流設計、３−スプール軸流設計もしくは他の構成のような別の構造であってもよい。また、本発明の例は、エンジン１０のような監視構成要素や航空機１２のような輸送体のみに限定されるものではない。他の例では、監視システム５０は、他の構成要素を監視しており、水上用輸送体や陸上用輸送体のような他の形式の輸送体に使用されている。つまり、様々な形式の構成要素および輸送体が、本明細書に開示されている例によって恩恵を受けることができる。
【００１２】
例示の監視システム５０は、ハウジング５８および通信ベース６２を備える。技術者６６は、周知の方法で監視システム５０からデータを取り込むために、通信ベース６２と選択的に通信する。この例では、技術者６６と通信ベース６２との間の通信は、スイッチ７０によって選択的に行われる。１つの例では、技術者６６は、航空機１２が地上にあるときにのみ、通信ベース６２と通信する。他の例では、技術者６６は、航空機１２のデータが収集されたときにデータを得るために、飛行中に、通信ベース６２とワイヤレスで通信する。
【００１３】
また、例示の監視システム５０は、第１のモジュール７４および第２のモジュール７８を備える。第１のモジュール７４および第２のモジュール７８は、センサ５４からの情報を収集するように通信ベース６２に接続されている。
【００１４】
第１のモジュール７４は、通信ベース６２のバスサブシステム８６に選択的に接続するバスコネクタ部８２ａを備える。バスサブシステム８６をバスコネクタ部８２ａに選択的に接続することにより、第１のモジュール７４と通信ベース６２との間でデータを移すための通信経路が形成される。この例では、第１のモジュール７４は、接続位置にある。
【００１５】
第２のモジュール７８は、通信ベース６２のバスサブシステム８６に選択的に接続するバスコネクタ部８２ｂを備える。バスサブシステム８６をバスコネクタ部８２ｂに選択的に接続することにより、第２のモジュール７８と通信ベース６２との間でデータを移すための通信経路が形成される。この例では、第２のモジュール７８は、接続位置にある。
【００１６】
第３のモジュール９０は、通信ベース６２のバスサブシステム８６に選択的に接続するバスコネクタ部８２ｃを備える。通信ベース６２は、バスコネクタ部８２ｃがバスサブシステム８６に接続されたときに第３のモジュール９０を受ける領域９４を形成している。この例では、第３のモジュール９０は、非接続位置にあり、また、領域９４は、監視システム５０のハウジング５８の完全に内部にある。他の例では、領域９４の一部は、ハウジング５８の外部に延びている。つまり、第３のモジュール９０の一部は、バスコネクタ部８２ｃがバスサブシステム８６に接続されたときに、ハウジング５８の外部に延びている。
【００１７】
バスコネクタ部８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、通信ベース６２のバスサブシステム８６に対して同一の形式とされている。したがって、監視システム５０は、第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０の異なる配列を含むように再構成することができる。例えば、第３のモジュール９０を矢印１のように領域９４へと移動することで、第３のモジュール９０が接続位置にあるように監視システム５０を再構成することができる。また、他の構成をとるように、第３のモジュール９０を、矢印２のように移動して第２のモジュール７８と入れ替えることもできる。別の構成では、第２のモジュール７８を矢印３のように移動して第１のモジュール７４と入れ替えることもできる。第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０を再構成することによって通信ベース６２の通信が妨害されることはない。当業者および本発明の恩恵を受ける者であれば、多くの他の構成が可能であることを理解するであろう。
【００１８】
この例では、第１のモジュール７４は、第１のセンサ群１０２に機能的に接続されており、第２のモジュール７８は、第２のセンサ群１１０に機能的に接続されている。例えば、第１のセンサ群１０２のセンサ５４は、エンジン１０の温度を監視するように構成されており、第２のセンサ群１１０のセンサ５４は、エンジン１０の振動を監視するように構成されている。
【００１９】
第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０の各々は、例えば、各モジュールに接続されたセンサと通信ベース６２との間の通信のために特定のハードウェアおよびソフトウェアを備える。したがって、通信ベース６２を、異なる群のセンサ５４によって収集されたデータを受信するために大幅に変更する必要はない。
【００２０】
第３のモジュール９０は、第３のセンサ群１１４に機能的に接続されており、該第３のセンサ群１１４は、この例では、第３のモジュール９０が矢印１で示すように監視システム５０に付加される際に、航空機１２に付加される。他の例では、第３のセンサ群１１４のセンサ５４は、既に航空機１２に取り付けられており、第３のモジュール９０が監視システム５０との接続位置に配置されたときに、第３のモジュール９０に機能的に接続される。
【００２１】
この例では、第３のセンサ群１１４のセンサ５４は、温度を監視するように構成されている。したがって、監視システム５０に第３のモジュール９０を付加することにより通信ベース６２に追加の温度データが提供され、これにより、技術者６６は、この温度データに選択的にアクセスすることができる。他の例では、第３のモジュール９０は、監視システム５０の故障の点検を容易にするための専用の診断モジュールである。別の例では、第３のモジュール９０は、監視システム５０と技術者６６との間で通信するためのワイヤレス通信カードを備える。このように、監視システム５０の大幅な再設計を必要とすることなく、第３のモジュール９０を通信ベース６２に接続することができる。
【００２２】
次に、図３を参照すると、第１のモジュール７４は、コネクタ９８、信号調整器１２４、ローカルプロセッサ１２８およびローカル電源１３２を備える。信号調整器１２４およびローカルプロセッサ１２８によって、センサ５４からコネクタ９８を介して、バスコネクタ部８２ａを通して移すのに適したフォーマットへと送信されるデータを、通信ベース６２と適応させることが容易となる。
【００２３】
第２のモジュール７８は、この例の第１のモジュール７４と同様のエレメントを備える。これらのエレメントは同様ではあるが、第１のモジュール７４および第２のモジュール７８の構成のいくつかは、監視されるデータ供給源によって異なる。例えば、第１のモジュール７４は、温度監視用モジュールであり、低速通信に適した回路を備えている。第２のモジュール７８は、振動監視用モジュールであり、高速通信に適した回路を備えている。第１のモジュール７４の回路と第２のモジュール７８の回路とは異なるが、サブシステムとの接続インターフェースは同じである。
【００２４】
例示の通信ベース６２は、主電源１３６を有したマザーボードを備えており、該主電源１３６は、電力分配エレメント１４０を介して第１のモジュール７４および第２のモジュール７８に電力を供給する。主コンバータ１４４および入力フィルタ１４８によって、使用する電力の調整が容易となる。
【００２５】
マザーボードは、さらに、主プロセッサ１５２を有しており、該主プロセッサ１５２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１５６、内部ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１６０、リヤルタイムクロック（ＲＴＣ）１６４および内部フラッシュメモリ１６８を備える。また、主プロセッサ１５２は、バスサブシステム８６を備えており、該バスサブシステム８６は、第１のモジュール７４の中央バスインタフェース８２および第２のモジュール７８の中央バスインタフェース８２と選択的に通信するように構成されている。この例では、主プロセッサ１５２は、商業規格のバス１７２を備えており、これにより、技術者６６と監視システム５０との間で選択的に通信することが容易となる。
【００２６】
特に、主プロセッサ１５２に完全に依存するのではなく、第１のモジュール７４、第２のモジュール７８および第３のモジュール９０の各々にローカルプロセッサ１２８を備えることにより、主プロセッサ１５２の負荷が軽減される。
【００２７】
例示の監視システム５０は、さらに、フラッシュディスクメモリ部１８０および中央バスインタフェース８２ｄを有した大容量メモリ部１７６を備えており、該大容量メモリ部１７６は、第４のモジュール（図示せず）を受けるように構成されており、第４のモジュールは、通信ベース６２との接続位置にあるときに、一部がハウジング５８の外部に延びている。この例では、内部レール１８４が、主電源１３６から主プロセッサ１５２および大容量メモリ１７６へ電力を供給している。
【００２８】
図４を参照すると、ある例では、ハンドル（図示せず）が、監視システム５０の保持に寄与するようにハウジング５８から延びている。商業規格のバス１７２は、ハウジング５８を通して延びており、これにより、ハウジング５８内の主プロセッサ１５２との通信が容易となる。
【００２９】
開示された実施例の特徴は、監視システムを交換せずに、もしくは取付アッセンブリの実質的な再設計を必要とせずに、監視されたデータ供給源を変更または付加するように調整することができる再構成可能な監視システムを備えていることである。取付アッセンブリは、例えば、ガスタービンエンジンの予測状態監視を行うように使用される。開示された実施例の他の特徴は、モジュール内で信号が処理される、つまり、モジュールが特定のデータ供給源に対応した専用の処理を実行するので、マザーボードが、センサからの信号を処理することを必要としないことである。開示された実施例の別の特徴は、監視システムのマザーボードや他の部分を大幅に変更することなく、モジュールを入れ替えることができることである。
【００３０】
好ましい実施例を説明してきたが、当業者であれば、多少の修正が本発明の範囲に含まれることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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